清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Oxygen defect engineering and amphipathic molecules intercalation co-boosting fast kinetics and stable structure of S-doped (NH4)2V10O25∙8H2O free-standing cathode for aqueous Zn-ion storage

材料科学 阴极 化学工程 水溶液 插层(化学) 溶解 电化学 电化学动力学 氧化钒 无机化学 电极 有机化学 物理化学 化学 冶金 工程类
作者
Junye Zhang,Ruona Liu,Huang Chen,Ciqing Dong,Le Xu,Linying Yuan,Shigang Lu,Linlin Wang,Ling Zhang,Luyang Chen
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:122: 109301-109301 被引量:59
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2024.109301
摘要

The exploration of appropriate layered vanadium-based cathode materials (Zn2+-host) is a crucial and important task for the exploitation of high-performance aqueous zinc ion batteries (AZIBs). Unfortunately, these materials suffer from sluggish kinetics of Zn2+ diffusion and the dissolution of vanadium that make them difficult to reach high capacity and long cycle life. Herein, a novel free-standing cathode (denoted as 3D-NPG@S-NVO@CTAB) has been fabricated by hydrothermal growth of sulfur-doped (NH4)2V10O25∙8 H2O (S-NVO) hollow nanoflowers in three-dimensional nitrogen-doped porous graphene (3D-NPG) and subsequent C19H42N+ (CTAB) pre-insertion. Benefitting from the rational design strategy, the oxygen vacancies induced by sulfur doping weaken electrostatic interaction between Zn2+ and cathode, provide more transfer channels and strengthen electronic conductivity. Meanwhile, the simultaneous introduction of S and CTAB into NVO jointly expands interlayer spacing and enhances Zn2+ diffusion kinetics, which suppresses the dissolution of vanadium by reducing water molecule intercalation and maintains the structure integrity with excellent electrochemical performance (525 mAh g−1 at 0.5 A g−1). Even at a high rate of 5 A g−1, the hierarchical cathode (3D-NPG@S-NVO@CTAB) can still deliver a capacity of 356 mAh g−1 with capacity retention rate of 90% after 2000 cycles. Density functional theory (DFT) calculations indicate that S-doping, the introduction oxygen defects and CTAB obviously strengthen carrier concentration, which represents the enhancement of conductivity. This work can provides ideas for the construction of advanced AZIB devices through the inorganic/organic hybridization of vanadium-based electrode materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
7秒前
唐唐完成签到 ,获得积分10
8秒前
机智的苗条完成签到,获得积分10
10秒前
16秒前
紫熊发布了新的文献求助30
37秒前
yuer完成签到 ,获得积分10
43秒前
58秒前
标致初曼完成签到,获得积分10
1分钟前
wangfaqing942完成签到 ,获得积分10
1分钟前
西瓜发布了新的文献求助10
1分钟前
紫熊发布了新的文献求助30
1分钟前
1分钟前
成就的香菇完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
花花公子完成签到,获得积分10
2分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
OsamaKareem应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
fouding发布了新的文献求助10
2分钟前
羞涩的问兰完成签到,获得积分10
2分钟前
西瓜完成签到,获得积分10
2分钟前
Xuhao23完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
pastel发布了新的文献求助30
3分钟前
丰富的亦寒完成签到,获得积分10
3分钟前
田様应助pastel采纳,获得10
3分钟前
qingqingdandan完成签到 ,获得积分10
3分钟前
4分钟前
zoes发布了新的文献求助10
4分钟前
4分钟前
容嬷嬷完成签到,获得积分10
4分钟前
愉快惜儿完成签到 ,获得积分10
4分钟前
紫熊完成签到,获得积分10
4分钟前
友好灵阳完成签到 ,获得积分10
4分钟前
西江月完成签到,获得积分10
4分钟前
5分钟前
Qi完成签到 ,获得积分10
5分钟前
大医仁心完成签到 ,获得积分10
5分钟前
5分钟前
5分钟前
FYD发布了新的文献求助10
5分钟前
高分求助中
Malcolm Fraser : a biography 680
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Organic Reactions Volume 118 400
A Foreign Missionary on the Long March: The Unpublished Memoirs of Arnolis Hayman of the China Inland Mission 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6458433
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8267933
关于积分的说明 17621109
捐赠科研通 5527101
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2905658
邀请新用户注册赠送积分活动 1882439
关于科研通互助平台的介绍 1727096